2021-2022学年贵州省贵阳市黔阳中学高三物理期末试题含解析

2021-2022学年贵州省贵阳市黔阳中学高三物理期末试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.（单选）如图所示，小车向右做匀加速运动的加速度大小为a，bc为固定在小车上的水平横杆，物块M串在杆上，M通过细线悬吊着一小铁球m，M、m均相对小车静止，细线与竖直方向的夹角为θ．若小车的加速度逐渐增大到2a时，M仍与小车保持相对静止，则（）A．横杆对M的作用力增加到原来的2倍B．细线的拉力增加到原来的2倍C．细线与竖直方向的夹角增加到原来的2倍D．细线与竖直方向夹角的正切值增加到原来的2倍参考答案：考点：牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．版权所有专题：牛顿运动定律综合专题．分析：先对小球受力分析，根据牛顿第二定律列式分析；再对小球和滑块整体受力分析，根据牛顿第二定律列式求解，从中解出各个选项中涉及到的物理量，然后可以判定其具体变化情况．解答：解：对小球受力分析，受重力mg和细线的拉力T，如图根据牛顿第二定律，水平方向有Tsinθ=ma

①竖直方向受力平衡有：Tcosθ﹣mg=0

②再对m和M整体受力分析，受总重力（M+m）g、横杆支持力N、横杆摩擦力f，如图根据牛顿第二定律，水平方向有f=（M+m）a

③竖直方向受力平衡有：N﹣（M+m）g=0

④由①②③④解得：N=（M+m）gf=（M+m）a横杆对M的作用力：由以上表达式可知：横杆对M的摩擦力增大为原来2倍，但是支持力没变，故横杆对M的作用力不是原来两倍．故A错误由拉力表达式可知，拉力T也不是增大为原来2倍，故B错误．θ的正切变为原来的2倍，但θ不是2倍，故C错误，D正确故选D．点评：本题是典型的整体与部分受力分析法的应用，对连接体问题，多数要用到这个方法，建议重点训练掌握熟练．另外在涉及正交分解的时候，一般是在运动方向列牛顿第二定律方程，而在垂直运动方向列平衡方程．2.质量2kg的质点在竖直平面内斜向下做曲线运动，它在竖直方向的速度图象和水平方向的位移图象如图5所示，下列说法正确的是 A．前2s内质点处于失重状态 B．2s末质点速度大小为4m/s C．质点的加速方向与初速度方向垂直 D．质点向下运动的过程中机械能减小参考答案：AD根据速度和位移图象判断物体在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动，加速度方向向下，质点处于失重状态，A正确．根据位移图象的斜率求出水平方向的速度，再将两个方向的分速度合成，可知2s末质点速度大于4m/s，B错误．由于质点水平方向的速度不为0，质点合外力方向竖直向下，故质点初速度的方向与合外力方向不垂直，C错误．由题意可知质点竖直方向的加速度小于重力加速度，故竖直方向受到向上的外力作用，此力做负功，质点的机械能减小，D正确。本题应选AD。3.如图所示，光滑小圆环A吊着一个重为G1的砝码套在另一个竖直放置的大圆环上，今有一细绳拴在小圆环A上，另一端跨过固定在大圆环最高点B处的一个光滑小滑轮后吊着一个重为G2的砝码，小环、滑轮、绳子的质量不计，绳子不可伸长，系统处于平衡状态，O点为大圆的圆心，OA与OB的夹角为θ，则G1与G2的比值应为A．1:1B．sinθ:1C．1:2sinD．1:2sinθ参考答案：C4.（多选）如图（a）所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图（b）所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处。若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动，并最终打在B板上。则t0可能属于的时间段是（

）A．

B．C．

D．

参考答案：【知识点】带电粒子在匀强电场中的运动．I3【答案解析】ACD解析：A、若0＜t0＜，带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向右运动的距离大于向左运动的距离，最终打在B板上，所以A正确．B、若＜t0＜

，带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向左运动的距离大于向右运动的距离，最终打在A板上，所以B错误．C、若＜t0＜T，带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向左运动的距离小于向右运动的距离，最终打在B板上，所以C正确．D、若T＜t0＜，带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向右运动的距离大于向左运动的距离，最终打在B板上，所以D正确．故选ACD．【思路点拨】解决此题首先要注意A、B两板电势的高低及带正电粒子运动的方向，再利用运动的对称性，粒子加速与减速交替进行运动，同时注意粒子向左、右运动位移的大小，即可判断各选项的对错．5.在学校的体育运动会跳高场地，我们看到在运动员落地一侧要叠放几块较大而厚的软垫，其目的是

（

）

A．增加运动员落地过程的时间，增大脚受到的作用力

B．增加运动员落地过程的时间，减小脚受到的作用力

C．减少运动员落地过程的时间，增大脚受到的作用力

D．减少运动员落地过程的时间，增大脚受到的作用力参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（8分）质量为1．0kg的物体放在可绕竖直轴转动的水平圆盘上，物体与转轴间用轻弹簧相连．物体与转盘间最大静摩擦力是重力的0．2倍，弹簧的劲度系数为600N／m，原长为4cm，此时圆盘处于静止状态，如图2—13所示．圆盘开始转动后，要使物体与圆盘保持相对静止，圆盘的最大角速度=

(2)当角速度达到2ω0时，弹簧的伸长量X=

．(g取10m／s2)参考答案：7.如图所示，水平设置的三条光滑平行金属导轨a、b、c位于同一水平面上，a与b、b与c相距均为d=1m，导轨ac间横跨一质量为m=1kg的金属棒MN，棒与三条导轨垂直，且始终接触良好。棒的电阻r=2Ω，导轨的电阻忽略不计。在导轨bc间接一电阻为R=2Ω的灯泡，导轨ac间接一理想电压表。整个装置放在磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。现对棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始运动。若施加的水平外力功率恒定，且棒达到稳定时的速度为1.5m/s，则水平外力的功率为

W，此时电压表读数为

V。参考答案：8.我校机器人协会的同学利用如图所示的装置探究作用力与反作用力的关系。如图甲所示，在铁架台上用弹簧测力计挂住一个实心铁球，在圆盘测力计的托板上放一烧杯水，读出两测力计的示数分别为F1、F2；再把小球浸没在水中（水不会溢出），如图乙所示，读出两测力计的示数分别为F3、F4。请你分析弹簧测力计示数的变化，即F3_______F1（选填“>”“=”“<”）。水对铁球的浮力大小为_________，若____________________，就说明了作用力与反作用力大小相等。参考答案：（1）<

（2）F1F3或F4F2F1F3=F4F29.为“验证牛顿第二定律”，某同学设计了如下实验方案：A．实验装置如图甲所示，一端系在滑块上的轻质细绳通过转轴光滑的轻质滑轮，另一端挂一质量为m＝0.5kg的钩码，用垫块将长木板的有定滑轮的一端垫起．调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；B．保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，接好纸带，接通打点计时器的电源，然后让滑块沿长木板滑下，打点计时器打下的纸带如图乙所示．请回答下列问题：(1)图乙中纸带的哪端与滑块相连_______________________________________________________________________．(2)图乙中相邻两个计数点之间还有4个打点未画出，打点计时器接频率为50Hz的交流电源，根据图乙求出滑块的加速度a＝________m/s2.(3)不计纸带与打点计时器间的阻力，滑块的质量M＝________kg.(g取9.8m/s2)参考答案：(1)取下细绳和钩码后，滑块加速下滑，随着速度的增加点间距离逐渐加大，故纸带的右端与滑块相连．(2)由Δx＝aT2，得a＝＝m/s2＝1.65m/s2.(3)匀速下滑时滑块所受合外力为零，撤去钩码滑块所受合外力等于mg，由mg＝Ma得M＝2.97kg.10.(一定质量的理想气体从状态A经过等温膨胀到状态B，然后经过绝热压缩过程到状态C，最后经过等压降温过程回到状态A.则状态A的体积

(选填"大于"、“等于”或"小于")状态C的体积；A到B过程中气体吸收的热量

(选填"大于"、"等于"或"小于")C到A过程中放出的热量.参考答案：11.图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E。处在n=4能级的1200个氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光子。若这些受激氢原子最后都回到基态，则共发出________种_________个光子。（假设处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的）参考答案：（1）6

2200

解析：处在n=4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时能发出不同光电子的数目为=6种，由题意知量子数为4的能级上的氢原子分别向量子数为3、2、1的能级上跃迁的氢原子数占总氢原子数的三分之一，产生总共产生1200个光子；

此时处于量子数为3的能级上的原子数目为：400个，处于n=3能级上的氢原子分别向量子数为2、1的能级上跃迁的氢原子数各占二分之一，产生400个光子；

此时处于量子数为2的能级上氢原子总共有：400+200=600个，氢原子向基态跃迁产生600个光子．所以此过程中发出的光子总数应该是1200+400+600=220012.如图所示，质量M的长木板B静止在光滑的水平地面上，在其右端放一质量m（m＜M）的小滑块A（可视为质点）．初始时刻，A、B分别以v0向左、向右运动，最后A没有滑离B板．则最后A的速度大小为，速度方向为向右．参考答案：考点：动量守恒定律．专题：动量定理应用专题．分析：系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出速度的大小与方向．解答：解：最后A、B获得相同的速度，设此速度为v，以B的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：Mv0﹣mv0=（M﹣m）v，解得：v=，方向向右；故答案为：，向右．点评：本题考查了求速度与运动时间问题，分析清楚物体的运动过程、应用动量守恒定律与动量定理即可正确解题．13.

放射性物质和的核衰变方程为：

方程中的X1代表的是______________，X2代表的是______________。

参考答案：答案：X1代表的是（或α），X2代表的是（或β）。

解析：根据质量数守恒、电荷数守恒，新粒子质量数为4，电荷数为2，所以该粒子应为氦原子核；新粒子质量数为0，电荷数为-1，所以该粒子应为电子。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（07年全国卷Ⅱ）在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出以下几点建议：A．适当加长摆线B．质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较大的C．单摆偏离平衡位置的角度不能太大D．单摆偏离平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆摆动的周期其中对提高测量结果精度有利的是。参考答案：答案：AC解析：根据单摆的周期公式T＝2π可得，g＝，从该公式可看出，增大摆长l，有利于减小误差，提高测量结果精度；T对测量结果影响较大，采用累计法测量以减小误差，故C无法提高测量结果精度；对B来说，由于球体积较大，空气阻力也大，单摆振动次数少，不利于采用累计法测量周期；故B不利于提高测量结果精度；只有在小角度的情形下，单摆的周期才满足T＝2π。综合上述，应选择AC。15.小明在实验室采用如图所示装置探究“物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系"时，设小车及车中的驻码的总质量为M，砂及砂桶的总质量为m。在做该实验时，小明将砂及砂桶的重力视为绳子对小车的拉力大小，他这样认为的条件是________________________________________________________________；(2)小明做该实验的具体操作步骤如下.以下做法正确的是（ ）A.平衡摩擦力时.应将砂及砂桶用细绳通过定滑轮系在小车上B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力C.实验时.先放幵小车，再接通打点计时器的电源D.用天平测出m以及小车质量M，小车运动的加速度可直接用公式求出(3)若保持小车及车中的砝码质量M—定，探究加速度a与所受外力F的关系，由于操作不当.得到的a-F关系图象如图所示.其原因是:______________________________。参考答案：(1)m远小于M（2分）(2)B（3分）(3)m过大(或M过小)，造成m不是远小于M（3分）本题考查实验“物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系”。(1)实验中的实际加速度为a＝，实验时把mg当成对M的拉力，即忽略m对加速度的影响，使加速度约为a＝，显然需m远小于M；(2)平衡摩擦力的实质是，让小车重力的下滑分力平衡摩擦力Mgsinθ＝μMgcosθ①，只需将纸带挂上，不需施加其他外力，A错；由①式可知B对；每次实验时应先接通打点计时器的电源，再放开小车，C错；小车的加速度应由小车后面拖动的纸带上打出的点计算出，D错；(3)若m远小于M则a＝mg，斜率基本不变，若m过大(或M过小)，则m不能忽略，a＝mg，随m的增大斜率减小。【解析】四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（12分）如图所示，轮子的半径均匀为R=0.20m，且均由电动机驱动以角速度ω=8.0rad/s逆时针匀速转动，轮子的转动轴在同一水平面上，轴心相距d=1.6m。现将一块质量为m=20kg的均匀木板条轻轻平放在轮子上，开始时木板条的重心恰好在O2轮的正上方，已知木板条的长度L>2d，木板条与轮子间的动摩擦因数均为μ=0.16，试求

（1）木板条做匀加速运动的位移。

（2）木板条重心恰好运动到O1轮正上方所需的时间。

（3）木板条在整个运动过程中因摩擦而产生的热量。

参考答案：解析：（1）FN1+FN2+FN3=mg

ma=f=μFN1+μFN2+μFN